Soutenance mémoire
Les systèmes d’acquisition des données sismiques 2D
Les campagnes de prospection géophysique débutent toujours par une phase d’acquisition de données sismiques. Elle consiste en une collecte maximale de données utiles existant dans le secteur d’étude. Ces systèmes d’acquisition comprennent essentiellement un dispositif d’émission, un dispositif de détection et un appareillage d’enregistrement numérique (Mbodji, 2016).
Emission d’ondes sismiques
En milieu marin, l’émission des ondes sismiques se produit à partir d’une source sismique de haute fréquence (écho-sondeurs, étinceleurs ou « sparker », les canons à gaz, les canons à eau etc.). Elle a lieu grâce à des phénomènes d’explosions artificielles (dynamites, cordeaux détonants) à intervalle de temps régulier. Les sources d’émission les plus utilisées en exploration pétrolière sont les canons à air et les canons à eau, car ils constituent des sources très pénétrantes. Elles permettent de générer une impulsion acoustique (signal) qui va instantanément produire la quantité d’énergie nécessaire à l’étude du fond marin. Le canon à air (Air-Gun) est utilisé de préférence car il ne génère pas une impulsion secondaire juste après l’impulsion initiale, contrairement au canon à eau (Water-Gun). En effet, la seconde impulsion parasite perturberait et déformerait la première donnant ainsi des informations erronées. Le canon à eau envoie de l’eau aux alentours du navire, produisant des vibrations acoustiques pouvant être lues par les récepteurs .
Récepteurs ou capteurs
Les ondes acoustiques réfléchies au niveau des interfaces des différentes structures rencontrées, sont récupérées à la surface par des capteurs (géophones ou hydrophones). Ces derniers sont montés en parallèle ou en série, formant des traces échelonnées à intervalle constant le long des câbles d’enregistrement. L’ensemble de ces traces constitue un dispositif flottant appelé flûte ou « streamers ». Les hydrophones sont des capteurs de pression acoustique qui mesurent les variations des pressions sonores de l’onde réfléchie. Les informations récupérées sont collectées et enregistrées sous forme de signaux électriques.
Enregistrement numérique
L’enregistrement des données du capteur est représenté sous forme de trace sismique. La trace est une ligne verticale qui traduit l’amplitude des paramètres mesurés en fonction du temps. L’enregistrement numérique, caractérise l’information comme une succession discontinue de valeurs discrètes (Lavergne, 1986).
Traitement sismique 2D
Le traitement numérique de l’information sismique consiste à normaliser et à améliorer le résultat graphique du sous-sol obtenu après acquisition (Ameur, 2005). Le traitement classique comporte deux phases essentielles : le prétraitement et le traitement proprement dit.
Prétraitement
Le prétraitement s’effectue suivant deux phases :
❖ le démultiplexage : qui consiste à réarranger les signaux sismiques de manière à rassembler séquentiellement la suite des échantillons correspondant à chaque détecteur d’une même trace.
❖ l’édition : qui vise à supprimer les traces bruitées causées par des arrivées parasites telles que les réfractions, à améliorer la résolution du signal, mais également à compenser les retards à l’enregistrement. Elle comprend le calibrage en temps et en amplitude des données sismiques.
Traitement proprement dit
❖ la déconvolution : l’objectif est de contracter l’impulsion émise en une impulsion brève, avec un faible nombre d’oscillations ; soit en comprimant le signal, soit en éliminant les phénomènes répétitifs qui affectent la trace sismique (Yilmaz, 1987).
❖ l’analyse de vitesse : sur les traces correspondant à un même point miroir, les réflexions s’organisent le long d’une hyperbole. Le principe des analyses de vitesse est de rechercher l’équation de l’hyperbole qui passe au mieux, à travers les signaux correspondant à une réflexion. Les traces sismiques sont ensuite corrélées et la vitesse qui donne la meilleure corrélation ou l’amplitude maximale correspond à la vitesse de correction. Pour obtenir de bonnes analyses de vitesse, il est nécessaire d’avoir un bon rapport signal/bruit, de choisir des réflecteurs plans ou avec un pendage faible, d’éviter les failles, les niveaux d’anomalies et les zones à multiples interférence ;
❖ corrections statiques et dynamiques : les corrections statiques ne dépendent pas du temps. Elles permettent le réajustement des enregistrements par rapport à une même surface de référence horizontale (Datum Plan). Appliquées surtout en sismique terrestre, elles permettent d’éliminer les effets de relief et les perturbations créées par la couche superficielle altérée. Par contre les corrections dynamiques ou d’obliquité, dites aussi NMO (Normal Move Out) varient en fonction du temps. Les corrections dynamiques correspondent ainsi à une correction de temps (ms), apportée aux traces du dispositif en fonction de leur distance par rapport aux points de tir et du temps double de réflexion. Il est important de préciser que la correction dynamique provoque un allongement de l’ondelette (signal initial) mesuré. Si toutefois cet allongement est supérieur à un seuil donné, le signal est supprimé (muté).
❖ sommation en couverture multiple ou « stack » : il s’agit du regroupement, par addition, de toutes les traces sismiques de la couverture multiple ayant le même point miroir. C’est un procédé couramment utilisé pour augmenter le rapport signal/bruit et réduire le volume de données. La sommation renforce le signal au niveau des interfaces et atténue fortement le bruit aléatoire par interférence destructive.
❖ traitement après sommation : il comprend des traitements spécifiques tels que la migration qui permet le repositionnement des évènements pentés et l’augmentation de la résolution latérale, le filtrage des traces sismiques qui consiste à éliminer les bruits indésirables ayant des caractéristiques fréquentielles différentes de celles des signaux utiles. Nous avons également l’égalisation dynamique ou préservation des amplitudes qui permet une pondération statistique des signaux de chaque trace sismique, supposés stationnaires au cours du temps. Ce traitement s’effectue en jouant sur les amplitudes de réflexion.
Après acquisition, les données sismiques sont expédiées au centre de traitement informatique où elles sont rejouées suivant plusieurs processus. Les traces sismiques obtenues sont rassemblées et représentées sous forme d’images sismiques qui mettent en évidence l’ensemble des différentes structures géologiques du sous-sol. Ces dernières sont ensuite interprétées du point de vue stratigraphique et/ou structural suivant une méthologie bien particulière. Le principe de l’interprétation stratigraphique est d’examiner les réflexions qui se produisent au niveau des interfaces séparant deux milieux d’impédance acoustique différente (réflecteurs). Son objectif final est d’identifier les séquences sismiques mais également d’analyser les faciès sismiques en termes de lithologie et d’environnement de dépôts sédimentaires. Par contre l’interprétation structurale permet à partir d’une image sismique, d’identifier les structures tectoniques telles que les failles, les plis, les chevauchements etc. La localisation des failles est basée sur le repérage des décalages horizontaux des réflecteurs de part et d’autre de la faille. De plus, elle permet de déceler l’ensemble des événements volcaniques qui se sont produites dans la zone à étudier.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 : PRINCIPE ET INTERPRETATION SISMIQUE
1. Les systèmes d’acquisition des données sismiques 2D
1.1. Emission d’ondes sismiques
1.2. Récepteurs ou capteurs
1.3. Enregistrement numérique
2. Traitement sismique 2D
2.1. Prétraitement
2.2. Traitement proprement dit
3. Les méthodologies d’interprétation
3.1. Le calage
3.2. Le pointage des horizons ou « Picking »
CHAPITRE 2 : PRESENTATION DU SECTEUR D’ETUDE
1. Cadre géographique
2. Cadre géologique
2.1. Géologie générale du bassin
2.2. Géologie de la zone d’étude
2.2.1. Stratigraphie
i. L’Albien
ii. Le Cénomanien
iii. Le Turonien
iv. Le Sénonien inférieur
v. Le Campanien
vi. Le Paléocène
2.2.2. Contexte structural
CHAPITRE 3 : BASE DE DONNEES DE L’INTERPRETATION
1. Présentation des données sismiques
1.1. Paramètres d’acquisition et de traitement
1.2. Contrôle de qualité des lignes sismiques
2. Analyse des données de forage
CHAPITRE 4: INTERPRETATION ET DISCUSSION
1. Logiciel utilisé
2. Méthodologie appliquée
3. Interprétation sismique et commentaire des résultats
3.1. Interprétation sismostratigraphique
3.2. Interprétation structurale
3.2.1. Cartographie structurale du fond marin
3.2.2. Cartographie structurale de la base du Miocène
3.2.3. Cartographie structurale du toit du Cénomanien supérieur
3.2.4. Cartographie du toit de l’Albien
CONCLUSION GENERALE
